FR2567774A1 - CENTRIFUGE TO CLARIFY OR SEPARATE SUSPENSIONS - Google Patents
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- B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
Abstract
LA CENTRIFUGEUSE COMPORTE UN PANIER CENTRIFUGE, QUI EST CONSTITUE D'UNE PARTIE INFERIEURE 1 DE PANIER, D'UN COUVERCLE 2 DE PANIER, ET D'UNE BAGUE D'OBTURATION 3 ASSEMBLANT CES DEUX PIECES L'UNE A L'AUTRE. LE PANIER CENTRIFUGE EST EN OUTRE DOTE D'UNE CHAMBRE D'ADMISSION 17 POUR UNE SUSPENSION A SEPARER EN DES PHASES LIQUIDES ET UNE PARTIE DE MATIERES SOLIDES, QUI EST AMENEE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN DISTRIBUTEUR A UN EMPILAGE DE DISQUES DOTE DE COLONNES MONTANTES 13 PLACEES A L'INTERIEUR. IL EST PREVU DANS LE DISTRIBUTEUR 10, EN DESSOUS DE CHAQUE COLONNE MONTANTE INTERIEURE 13, UNE CHAMBRE DE DERIVATION 19 RELIEE A LA CHAMBRE D'ADMISSION PAR UN CONDUIT 18, ET QUI EST EQUIPEE, AU NIVEAU DE LA SURFACE DE DERIVATION 20, D'AU MOINS UN ORIFICE CALIBRE 21. UN FLUX DE PRODUIT A FORTE TENEUR DE MATIERES SOLIDES EST DERIVE PAR CES ORIFICES CALIBRES 21, ET AMENE A D'AUTRES COLONNES MONTANTES 14 PLACEES A L'EXTERIEUR D'UNE SECTION INFERIEURE 12 DE L'EMPILAGE DE DISQUES. LE RESTE DU FLUX DE PRODUIT EST, PAR L'INTERMEDIAIRE DE TUBULURES 24, AMENE DE LA CHAMBRE DE DERIVATION 19 AUX COLONNES MONTANTES INTERIEURES 13 DE LA SECTION SUPERIEURE DE L'EMPILAGE DE DISQUES.THE CENTRIFUGE INCLUDES A CENTRIFUGAL BASKET, WHICH CONSISTS OF A BASKET LOWER PART 1, OF A BASKET LID 2, AND OF A CLOSING RING 3 ASSEMBLING THESE TWO PARTS ONE TO THE OTHER. THE CENTRIFUGAL BASKET IS ALSO EQUIPPED WITH AN INLET CHAMBER 17 FOR A SUSPENSION TO BE SEPARATED IN LIQUID PHASES AND A PART OF SOLID MATERIALS, WHICH IS PROVIDED THROUGH A DISTRIBUTOR TO A STACK OF DISCS WITH COLUMNS UPRIGHTS 13 PLACED INSIDE. THERE IS PROVIDED IN DISTRIBUTOR 10, BELOW EACH INTERIOR RISING COLUMN 13, A BYPASS CHAMBER 19 CONNECTED TO THE ADMISSION CHAMBER BY A DUCT 18, AND WHICH IS EQUIPPED AT THE LEVEL OF BYPASS SURFACE 20, WITH ' AT LEAST ONE 21 GAUGE ORIFICE. A FLOW OF PRODUCT WITH A HIGH CONTENT OF SOLIDS IS DERIVED THROUGH THESE 21 GAUGE ORIFICES, AND PROVIDE OTHER RISING COLUMNS 14 PLACED OUTSIDE OF A LOWER SECTION 12 OF THE STACKING OF DISCS. THE REST OF THE PRODUCT FLOW IS, THROUGH TUBING 24, PROVIDED FROM THE BYPASS CHAMBER 19 TO THE INSIDE RISING COLUMNS 13 OF THE UPPER SECTION OF THE DISC STACK.
Description
CENTRIFUGEUSE POUR CLARIFIER OU SEPARERCENTRIFUGE TO CLARIFY OR SEPARATE
DES SUSPENSIONSSUSPENSIONS
L'invention concerne une centrifugeuse pour sé- The invention relates to a centrifuge for
parer ou clarifier des suspensions, avec un panier cen- parry or clarify suspensions, with a central basket
trifuge qui comporte une partie inférieure de panier, un couvercle de panier et une bague d'obturation assemblant ces pièces, et qui est pourvu d'une chambre d'admission trifuge which comprises a lower basket portion, a basket lid and a closure ring assembling these parts, and which is provided with an admission chamber
pour la suspension et d'un distributeur, par l'intermé- for suspension and a distributor, through
diaire duquel la suspension peut être amenée à un empila- the suspension can be brought to a stack
ge de disques constitué de disques de forme conique et of discs consisting of conical discs and
doté de colonnes montantes placées à l'intérieur. equipped with risers placed inside.
On connaît par la demande de brevet allemand It is known from the German patent application
DE-28 45 733 une centrifugeuse de ce type, o la suspen- DE-28 45 733 a centrifuge of this type, where the suspension
sion est amenée de la chambre d'admission à une chambre de sédimentation. La partie de la suspension qui n'est sion is fed from the inlet chamber to a sedimentation chamber. The part of the suspension that is
pas recueillie par cette chambre est dirigée, par des tu- not collected by this chamber is directed, by
bulures fixées dans le distributeur, dans des colonnes bulures fixed in the dispenser, in columns
montantes intérieures de l'empilage de disques. La cham- inside rising of the stack of disks. The room
bre de sédimentation présente en son fond une fente qui of sedimentation presents in its bottom a crack which
peut être obturée par une bague flexible. Le panier cen- can be closed by a flexible ring. The central basket
trifuge est équipé,au niveau de son plus grand diamètre, trifuge is equipped, at the level of its largest diameter,
d'orifices d'évacuation des boues, qui peuvent être ob- sludge outlets, which can be
turés au moyen d'un fond coulissant actionné par un li- by means of a sliding bottom operated by a
quide de fermeture. Quand le fond coulissant est mis en position de fermeture, la fente du fond est obturée par la bague flexible sous l'influence des pressions agissant sur cette dernière. Si le fond coulissant est déplacé en position d'ouverture afin d'éjecter les boues, la fente closing. When the sliding bottom is placed in the closed position, the bottom slot is closed by the flexible ring under the influence of the pressures acting on the latter. If the sliding bottom is moved to the open position to eject the sludge, the slot
du fond de la chambre de sédimentation est elle aussi ou- the bottom of the sedimentation chamber is also
verte, de sorte que les matières solides qui s'y sont accumulées sont expulsées. Seules les matières solides à gros grains de la suspension s'accumulent dans la chambre de sédimentation, tandis que le reste du flux de produit contenant des matières solides s'écoule par les colonnes green, so that the solids accumulated there are expelled. Only coarse-grained solids accumulate in the sedimentation chamber, while the remainder of the solids-containing product stream flows through the columns.
montantes intérieures de l'empilage de disques. inside rising of the stack of disks.
La zone de séparation des phases liquides de la suspension se situe au niveau des Alonnes montantes. La séparation des phases liquides s'effectue avec éjection The separation zone of the liquid phases of the suspension is at the level of rising Alonnes. The separation of the liquid phases is carried out with ejection
simultanée par centrifugation des particules solides. simultaneous centrifugation of the solid particles.
Afin de maintenir dans le panier centrifuge une In order to keep in the centrifugal basket a
puissance de clarification maximale, on choisit des inter- maximum power of clarification,
valles très petits entre les différents disques de l'empi- lage de disques. Avec certains types de matières solides, ceci entraîne un engorgement des colonnes montantes, ainsi very small valleys between the different disks of the disk stack. With some types of solids, this leads to clogging of the risers, as well as
que des fentes délimitées par les disques. only slots defined by the disks.
L'invention a pour objectif de configurer une centrifugeuse du type mentionné en introduction de manière à pouvoir traiter même des suspensions ayant une teneur relativement élevée en particules solides, ainsi que des The object of the invention is to configure a centrifuge of the type mentioned in the introduction so as to be able to process even suspensions having a relatively high content of solid particles, as well as
suspensions comportant des particules solides à gros grains. suspensions comprising coarse-grained solid particles.
Selon l'invention, cet objectif est atteint en ce According to the invention, this objective is achieved by
qu'il est prévu dans le distributeur, en dessous des colon- that it is planned in the distributor, below the colon-
nes montantes placées à l'intérieur, une chambre de déri- uprising placed inside, a chamber of
vation reliée à la chambre d'admission par un conduit, et qui présente,au niveau de la surface de dérivation, au moins un orifice calibr6 pour séparer une partie de la suspension contenant des matières solides, que l'empilage de disques est constitué d'une section supérieure et d'une connected to the inlet chamber by a conduit, and which has, at the bypass surface, at least one orifice calibrated to separate a portion of the slurry containing solids, that the stack of discs consists of 'an upper section and a
section inférieure, la section inférieure étant dotée d'au- lower section, the lower section being provided with
tres colonnes montantes disposées à l'extérieur, auxquel- upward rising columns, to which
les est amené le flux partiel séparé de suspension, et que the is brought the partial partial flow of suspension, and that
des tubulures partent de la chambre de dérivation, tubu- tubings start from the bypass chamber, tubular
lures qui débouchent dans les colonnes montantes intérieu- lures that open into the interior rising
res de la section supérieure de l'empilage de disques, et qui introduisent la partie restante du flux de suspension of the upper section of the disk stack, and which introduce the remaining part of the flow of suspension
dans les colonnes montantes intérieures. in the inner risers.
Avec la centrifugeuse selon l'invention, il s'ef- With the centrifuge according to the invention, it is
fectue dans les chambres de dérivation une division du in the diversion chambers a division of the
flux de produit en deux flux ayant des teneurs différen- flow of product in two streams with different levels of
tes en matières solides. Le flux de produit est soumis dans les chambres de dérivation à un effet de cyclone, o les particules solides plus lourdes et à gros grains sont expulsées par des orifices calibrés conjointement avec une partie d'un liquide,.tet amenées aux autres colonnes in solids. The product stream is subjected in the bypass chambers to a cyclone effect, where the heavier and coarser solid particles are expelled through orifices calibrated together with a portion of a liquid, and fed to the other columns.
montantes disposées à l'extérieur de l'empilage de dis- mounted outside the stack of disks
ques. Dans le champ centrifuge plus puissant o se situent c. In the centrifugal field more powerful o are located
ces autres colonnes montantes, la séparation de ces ma- these other rising columns, the separation of these
tières solides est meilleure, ce qui permet d'éviter un engorgement des colonnes montantes. En outre, le risque d'engorgement dans la section inférieure de l'empilage solid materials is better, which avoids clogging of the risers. In addition, the risk of clogging in the lower section of the stack
de disques peut être combattu en choisissant dans la sec- of discs can be fought by choosing in the sec-
tion inférieure des intervalles plus grands entre deux dis- smaller intervals between two
ques voisins, et donc une largeur de fente plus grande. neighbors, and therefore a larger slot width.
La centrifugeuse selon l'invention peut être em- The centrifuge according to the invention can be
ployée avantageusement pour l'écrémage de petit-lait; en effet, le petitlait comporte une partie caséeuse qui, avec les centrifugeuses employées jusqu'alors, entraînait advantageously bent for the skimming of whey; in fact, the small cheese contains a caseous part which, with the centrifuges employed hitherto, resulted in
un engorgement des colonnes montantes et des fentes pré- clogging up risers and slits
vues entre les disques.views between the disks.
La description qui suit décrit l'invention en The following description describes the invention in
détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté en detail with the help of an exemplary embodiment represented in
coupe sur l'unique figure du dessin annexé. cut on the single figure of the appended drawing.
Le panier centrifuge d'une centrifugeuse auto- Centrifugal basket of a self-contained centrifuge
vidangeable représentée sur la figure comporte une partie inférieure (1) de panier, un couvercle de panier (2), et drainable valve shown in the figure comprises a bottom portion (1) basket, a basket lid (2), and
une bague d'obturation (3) qui assemble ces deux pièces. a shutter ring (3) which assembles these two parts.
La chambre de centrifugation (1) du panier cen- The centrifuge chamber (1) of the central basket
trifuge est constituée d'une chambre de séparation (5) et d'une chambre de matières solides (6). La chambre de trifuge consists of a separation chamber (5) and a solids chamber (6). The room
matières solides est délimitée, vers le bas, par un dis- solids is bounded, downwards, by a
tributeur à tiroir (7) qui, par ses déplacements axiaux, autorise ou interdit le passage des matières solides par thrust chamber (7) which, by its axial displacements, allows or prohibits the passage of solids by
des orifices d'expulsion (8) disposés dans un plan hori- expulsion orifices (8) arranged in a horizontal plane
zontal dans la partie inférieure (1) du panier. Une cham- zontal in the lower part (1) of the basket. A room
bre de fermeture (9) est affectée au distributeur à ti- (9) is assigned to the distributor at
roir (7); cette chambre est alimentée en liquide de fer- (7); this chamber is fed with liquid iron
meture afin de déplacer le distributeur à tiroir en posi- in order to move the slide valve into position
tion de fermeture, et elle peut fonctionner en mode d'ad- closing procedure, and it can operate in the ad-
mission comme en mode d'évacuation. mission as in evacuation mode.
Dans la chambre de séparation, on a disposé un empilage de disques qui est constitué de disques de forme conique empilés les uns au-dessus des autres, deux disques In the separation chamber, a stack of discs is arranged which consists of conical discs stacked one above the other, two discs
voisins étant séparés par une fente dans laquelle s'effec- neighbors being separated by a slot in which
tue une séparation des phases liquides du produit amené, avec expulsion simultanée par centrifugation des matières solides. kills a separation of the liquid phases of the product fed, with simultaneous expulsion by centrifugation of the solids.
L'empilage de disques s'appuie sur un distribu- Stacking of disks is based on a distribution
teur (10), qui présente une partie inférieure de forme co- tor (10), which has a lower part of co-form
nique correspondante.corresponding number.
L'empilage de disques se décompose en une section supérieure (11) et une section inférieure (12). La section supérieure de l'empilage de disques est exclusivement dotée The stack of disks is broken down into an upper section (11) and a lower section (12). The upper section of the disk stack is exclusively equipped
de colonnes montantes (13) situées à l'intérieur et répar- risers (13) located inside and distributing
ties sur le pourtour, tandis que la section inférieure (12) présente d'autres colonnes montantes (14), situées à l'extérieur et réparties sur le pourtour. La séparation entre les deux sections est assurée par le disque inférieur (15) de la section supérieure (11). Ce disque (15) obture les colonnes montantes (14), lesquelles sont formées par des trous (16) pratiqués dans les disques de la section the lower section (12) has other risers (14), located outside and distributed around the perimeter. The separation between the two sections is provided by the lower disk (15) of the upper section (11). This disc (15) closes the risers (14), which are formed by holes (16) formed in the discs of the section
inférieure (12).lower (12).
La suspension que l'on souhaite séparer dans la centrifugeuse est amenée à une chambre d'admission (17) du distributeur (10), et s'écoule par des conduits (18) dans des chambres de dérivation (19). On a disposé, sous chaque colonne montante intérieure (13), une chambre de dérivation (19), dans laquelle la suspension est soumise The suspension that is to be separated in the centrifuge is fed to an inlet chamber (17) of the distributor (10), and flows through conduits (18) into bypass chambers (19). Under each inner riser (13) there is disposed a bypass chamber (19) in which the suspension is subjected.
à un effet de cyclone. La chambre de dérivation (19) pré- to a cyclone effect. The bypass chamber (19) pre-
sente une surface de dérivation (20), au niveau de la- a branch surface (20) at the level of
quelle est prévu au moins un orifice calibré (21) destiné which is provided at least one calibrated orifice (21) intended
à séparer une partie de la suspension contenant des ma- to separate a part of the suspension containing
tières solides. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'orifice calibré (21) se trouve dans une douille filetée (23) vissée dans un taraudage (22) du distributeur. Le diamètre de l'orifice calibré est choisi en fonction de la taille de grains des particules solides qui doivent solid substances. In the exemplary embodiment shown, the calibrated orifice (21) is in a threaded bush (23) screwed into a tapping (22) of the distributor. The diameter of the calibrated orifice is chosen according to the grain size of the solid particles which must
être séparées de la suspension. Le choix d'orifices cali- be separated from the suspension. The choice of standard orifices
brés adéquats détermine tant le flux partiel de produit qui est dérivé du flux initial de produit dans la chambre adequate flow determines both the partial flow of product that is derived from the initial flow of product into the chamber
de dérivation et qui est amené aux autres colonnes montan- bypass and is fed to the other risers
tes (14) disposées à l'extérieur, que le flux de produit qui est amené aux colonnes montantes intérieures (13) de la section supérieure (11) de l'empilage de disques. L'interchangeabilité des douilles filetées (23) and (14) disposed externally, that the product flow is fed to the inner risers (13) of the upper section (11) of the disk stack. Interchangeability of threaded bushings (23)
permet d'adapter aisément le panier centrifuge aux parti- makes it easy to adapt the centrifugal basket to
cularités données du produit à traiter. specificities of the product to be treated.
Le flux de produit dérivé dans les chambres de dérivation (19) par les orifices calibrés (21), qui est amené aux autres colonnes montantes extérieures (14) de The by-product flow in the bypass chambers (19) through the calibrated orifices (21), which is fed to the other external risers (14) of
la section inférieure (12) de l'empilage de disques, pré- the lower section (12) of the stack of disks,
sente une teneur élevée en matières solides, et il est exposé à des forces centrifuges plus importantes, de sorte qu'il se produit une séparation intensive des particules has a high solids content, and is exposed to greater centrifugal forces, so that an intensive separation of the particles occurs.
solides, sans qu'il y ait un risque d'engorgement des co- solid, without the risk of congestion
lonnes montantes (14) ou encore des fentes délimitées par rising lanes (14) or slots defined by
les disques.the disks.
Afin de réduire encore le risque d'engorgement dans la section inférieure de l'empilage de disques, il est possible d'y prévoir une largeur de fente entre les In order to further reduce the risk of clogging in the lower section of the stack of discs, it is possible to provide a gap width between them.
différents disques plus grands que dans la section supé- different discs larger than in the upper section
rieure (11) de l'empilage de disques. (11) of the stack of disks.
Le flux de produit ayant une faible teneur en matières solides, qui n'a pas été dévié par les orifices calibrés (21), est amené, par des tubulures (24), des The flow of product having a low solids content, which has not been deflected by the calibrated orifices (21), is led, via tubings (24), to
chambres de dérivation (19) aux colonnes montantes inté- bypass chambers (19) with integral risers
rieures (13) de la section supérieure (11) de l'empilage de disques. L'axe longitudinal (25) de chaque tubulure (13) of the upper section (11) of the disk stack. The longitudinal axis (25) of each tubulure
(24) est en alignement avec l'axe longitudinal de la co- (24) is in alignment with the longitudinal axis of the
lonne montante (13) correspondante, et s'étend parallèle- corresponding rising bar (13), and extends parallel-
ment à l'axe de rotation (26) du panier centrifuge. to the axis of rotation (26) of the centrifugal basket.
La figure montre qu'un angle aigu est formé en- The figure shows that an acute angle is formed
tre l'axe longitudinal (25) et l'axe longitudinal (27) du conduit (18); on donne à cet angle une valeur telle que le flux de produit s'écoulant de la chambre d'admission (17) dans la chambre de dérivation (19) est fortement the longitudinal axis (25) and the longitudinal axis (27) of the duct (18); this angle is given a value such that the flow of product flowing from the inlet chamber (17) into the bypass chamber (19) is strongly
dévié, afin d'obtenir un effet de cyclone intensif. deviated, in order to obtain an intensive cyclone effect.
Les tubulures (24) disposées dans le distribu- The tubings (24) arranged in the distribution
teur (10) sont interchangeables, de sorte qu'on dispose (10) are interchangeable, so
à nouveau ici d'une possibilité d'adaptation aux particu- again here of a possibility of adaptation to particles
larités du produit à traiter.larities of the product to be treated.
Le flux de produit amené par les orifices cali- The product flow brought by the calibrated orifices
brés est dirigé vers les colonnes montantes (14) par des brés is directed to the risers (14) by
nervures (28). Ces nervures (28) garantissent un écoule- ribs (28). These ribs (28) guarantee a flow
ment optimal du produit de l'orifice calibré à la colonne optimum product output from the calibrated orifice to the column
montante. Les nervures ne s'étendent que jusqu'au voisi- uplink. The ribs extend only to the
nage de la colonne montante (14). Elles sont suivies d'un swimming up the riser (14). They are followed by a
espace non nervuré, en dessous de la base du distributeur. non-ribbed space below the base of the dispenser.
Un bouchon se forme dans cet espace non nervuré; ce bou- A plug is formed in this non-ribbed space; this boulevard
chon empêche que le flux de produit ne soit amené sous la base du distributeur pour aller dans la chambre de matières prevents the flow of product from being brought under the dispenser base to the material chamber
solides (6).solids (6).
Pour certains produits, on a constaté que, dans les paniers centrifuges connus, l'opération simultanée For certain products, it has been found that in known centrifugal baskets the simultaneous operation
de séparation des phases liquides et d'expulsion par cen- liquid phase separation and centrifugal expulsion
trifugation des matières solides entraînait des difficul- solid trifugation was causing difficulties
tés, du fait de l'engorgement de l'empilage de disques; because of the clogging of the stack of disks;
Dans de tels cas, on employait en série deux paniers cen- In such cases, two baskets were used in series.
trifuges différemment équipés, ce qui entraînait une aug- differently equipped trifuges, which led to an increase in
mentation des coûts. L'invention permet d'effectuer la costing. The invention makes it possible to perform the
séparation des phases liquides de la suspension et l'ex- separation of the liquid phases from the suspension and the ex-
pulsion par centrifugation des matières solides avec un seul panier centrifuge, même pour des liquides à traiter problématiques. centrifugation of solids with a single centrifugal basket, even for problematic liquids.
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